專利名稱：復合片材壓合裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型有關于一種壓合裝置，特別是關于一種適用于復合晶圓壓合，且利用大氣壓力產生均一作用力的復合片材壓合裝置。
背景技術：
傳統的用于壓合晶圓的復合片材壓合裝置，是如圖I所示，該復合片材壓合裝置9包含一載臺91、一金屬壓合板92及一夾固件93,該金屬壓合板92可相對該載臺91呈縱向位移，且該夾固件93則可移動地設置于該載臺91，并用以固定預壓合的晶圓94。其中，該載臺91具有一承載面911，該承載面911用以置放預壓合的晶圓94 ;該金屬壓合板92設有一開槽921,該開槽921環設于該金屬壓合板92的外側，并對位于該夾固件93 ;該金屬壓合
板92另連接一驅動件95，該驅動件95用以帶動該金屬壓合板92相對該載臺91縱向位移。當現有復合片材壓合裝置9于實際使用時，是將該現有復合片材壓合裝置9置于一真空環境中，先以該夾固件93定位該預壓合的晶圓94，使該晶圓94可以面向該金屬壓合板92，并同時移除該二晶圓94間之間隔墊(未繪示)；接著，再通過該驅動件95驅動該金屬壓合板92朝圖I所示的箭頭方向位移，直至該金屬壓合板92抵靠于該晶圓94的表面，并同時使該開槽921覆蓋該夾固件93為止。如此一來，借助受熱的金屬壓合板92及載臺91同時加熱上、下晶圓94，以致該二晶圓94間的粘膠941熔化后，方可于真空操作環境之下，通過該金屬壓合板92的壓合作用力，完成該二晶圓94間的壓合及粘貼作業。然而，現有的復合片材壓合裝置9的操作，容易衍生有如下的問題，以下配合圖2說明之。I、由于該金屬壓合板92于微觀之下，仍存在有不平整的接觸面922 (詳閱圖2所示)，故當該金屬壓合板92的接觸面922抵接于該晶圓94表面時，是無法呈現完全密合的貼接狀態。如此，通過該金屬壓合板92對該晶圓94施予壓合作用力時，容易造成晶圓94表面的受力不平均，而產生晶圓94間貼合程度不一的情形，不僅降低該晶圓94的貼合品質，更因此提升晶圓94的耗損率。2、再且，因該晶圓94于貼合過程必須承受將近500°C以上的高溫，以致該金屬壓合板92直接接觸晶圓而受熱膨脹的情形下，往往使其接觸面922的平整度更顯粗糙。如此一來，不僅加劇該金屬壓合板92與晶圓94表面接觸所產生的空隙，甚至更受限于該金屬壓合板92的熱傳導效率，以致該二晶圓94之間的粘膠941受熱分布不均，而降低晶圓94間的貼合效果，嚴重導致晶圓生產出現良率不佳的情形。3、除此之外，該金屬壓合板92為了因應該夾固件93，通常必須于外側環設適當尺寸的開槽921，于此情況之下，該開槽921處所產生的壓合作用力明顯不足，以致產出的晶圓94貼合品質不佳，最終遂導致晶圓產量銳減及良率不佳的窘況。有鑒于此，確實有必要發展一種具有均勻壓合作用力及均勻受熱程度的復合片材壓合裝置，以應用于各式晶圓間的貼合作業，而可解決如上所述的各種問題。
實用新型內容本實用新型主要目的乃改善上述缺點，以提供一種復合片材壓合裝置，其能夠以大氣壓力提供均勻壓合作用力，以確保預貼合片材表面的受力平均，并維持片材的較佳壓合品質。本實用新型次一目的是提供一種復合片材壓合裝置，能夠以氣體作為熱傳導的介質，以維持片材間的粘膠受熱均一性，并相對提升片材的貼合良率者。本實用新型另一目的是提供一種復合片材壓合裝置，能夠維持該片材之間的準確對位，確保片材表面可以得到完全相同的壓合力，以能提高產能及產品良率。為達到前述創作目的，本實用新型的復合片材壓合裝置，包含一載臺，具有一承載面；及一壓合平臺，可相對該載臺呈縱向位移，該壓合平臺具有一壓板、一壓合膜及一加 熱器，該壓合膜設于該壓板朝向該載臺的承載面的一側，且該壓板與壓合膜之間形成一氣室，該氣室R用以供氣體填充，該加熱器設于該壓板與壓合膜之間，并容置于該氣室內，且該加熱器與壓合膜之間形成一間距。本實用新型復合片材壓合裝置還可以另包含一支桿，該支桿可移動地貫穿該壓合平臺的壓板，且該支桿貫穿該壓板的一端伸入該氣室。其中，該支桿貫穿該壓板的中央處，且可抵頂于該載臺的承載面中心位置。再者，該壓板開設有一注入孔，該注入孔與該氣室相連通，并供插置一輸氣管及一排氣管，該輸氣管及排氣管共同連接一控氣閥。其中，該輸氣管另連接一供氣泵，該排氣管另連接一真空泵。該壓合平臺連接有一驅動件，以由該驅動件帶動該壓合平臺的位移。且，該支桿連接有另一驅動件，帶動該支桿的驅動件與帶動該壓合平臺的驅動件同步運作。其中，該壓板與壓合膜之間環設一接合件，該接合件用以固定該壓合膜。且，該載臺另設有一環形圈，該環形圈繞設于該載臺的承載面外周緣，且該環形圈用以供該接合件抵接。本實用新型的有益技術效果在于本實用新型提供的一種復合片材壓合裝置，能夠以大氣壓力提供均勻壓合作用力，以確保預貼合片材表面的受力平均，并維持片材的較佳壓合品質。
圖I :現有復合片材壓合裝置的剖面示意圖。圖2 :現有復合片材壓合裝置于壓合過程的局部放大示意圖。圖3 :本實用新型復合片材壓合裝置的剖面示意圖。圖4 :本實用新型復合片材壓合裝置的運作示意圖一。圖5 :本實用新型復合片材壓合裝置的運作示意圖二。其中〔本實用新型〕I 載臺11承載面12環形圈2 壓合平臺21壓板211注入孔22壓合膜23加熱器24接合件[0028]3支桿4 腔體41容置空間42置入口43抽氣口5 晶圓6間隔墊R 氣室Tl 輸氣管T2排氣管V 控氣閥Pl 供氣泵P2 真空泵M 驅動件〔現有技術〕9復合片材壓合裝置91載臺911承載面92金屬壓合板921開槽922接觸面93夾固件94晶圓 941粘膠95驅動件。
具體實施方式
為讓本實用新型的上述及其他目的、特征及優點能更明顯易懂，下文特舉本實用新型的較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明如下請參照圖3所示，其為本實用新型一較佳實施例，該復合片材壓合裝置是包含一載臺I及一壓合平臺2，該壓合平臺2是可相對該載臺I呈縱向位移。該載臺I是為可用以加熱的承載平臺，較佳是維持該載臺I溫度為能完整熔化粘貼涂料或直接供相貼金屬接合，其可視粘貼涂料或金屬材質的特性不同而隨之更改，故加熱該載臺I的方式并不需加以限制。例如本實施例可選擇于該載臺I內嵌設一加熱件(未繪示)，以通過該加熱件調控該載臺I所需達到的溫度。再且，該載臺I具有一承載面11，該承載面11是指該載臺I朝向該壓合平臺2的一側表面，且該承載面11是用以供預貼合的片材放置。此外，本實施例的載臺I另設有一環形圈12，該環形圈12繞設于該載臺I的承載面11外周緣，且該環形圈12的直徑較佳是大于預貼合的片材尺寸，以提供一緩沖力于該壓合平臺2。請續參閱圖4所示，該壓合平臺2可相對該載臺I呈縱向位移，本實施例的壓合平臺2連接有一驅動件M，以由該驅動件M帶動該壓合平臺2的位移。該壓合平臺2具有一壓板21及一壓合膜22，該壓合膜22設于該壓板21朝向該載臺I的承載面11的一側，且該壓板21與壓合膜22之間形成一氣室R，該氣室R用以供氣體填充。其中，該壓板21較佳是由金屬材料制成，借此承受片材壓合時的高溫；且，該壓合膜22可以是彈性材料制成的薄膜，且該壓合膜22特別是以可承受約150°C以上的工作溫度為較佳。于本實施例中，該壓板21開設有一注入孔211，該注入孔211與該氣室R相連通，并供插置一輸氣管Tl及一排氣管T2，該輸氣管Tl及排氣管T2共同連接一控氣閥V，以由該控氣閥V調控氣體經由該注入孔211送入該氣室R的進氣與否。甚至，該輸氣管Tl還可以另連接一供氣泵P1，以使外界氣體能經由該輸氣管Tl送至該氣室R內；且，該排氣管T2也可以另連接一真空泵P2，以使該氣室R內氣體經由該排氣管T2抽出，進而完成該氣室R的真空作業。再者，該壓合平臺2還具有一加熱器23，該加熱器23設于該壓板21與壓合膜22之間，并容置于該氣室R內，且該加熱器23與壓合膜22之間形成一間距。特別地，該加熱器23是不與該壓合膜22相互接觸，且較佳的是維持約有5毫米以下的間距，以通過該氣室R內流通的氣體達到均勻熱傳導的功效。此外，該壓板21與壓合膜22之間另環設一接合件24，該接合件24用以固定該壓合膜22，并進一步確保該壓合膜22與壓板21間存有適當間距。承上所述，本實用新型復合片材壓合裝置更包含有一支桿3，該支桿3可移動地貫穿該壓合平臺2的壓板21，且該支桿3貫穿該壓板21的一端伸入該氣室R。于本實施例中，該支桿3特別貫穿該壓板21的中央處，以能于使用時，較佳的抵頂于該載臺I的承載面11中心位置，用以定位預貼合的片材。再且，該支桿3連接另一驅動件M，該驅動件M可以與帶動該壓合平臺2的驅動件M同步運作，以迫使該支桿3隨該壓合平臺2相對該載臺I呈縱向位移為較佳。其中，該支桿3可以是金屬、陶瓷或熱塑性材料制成的桿體。值得注意的是，當本實用新型復合片材壓合裝置于實際使用時，特別是可將本實用新型置于一腔體4中，并通過通常的方式送入預貼合的片材(下述說明是選擇以“晶圓”作為預貼合的片材，故以下記載為“晶圓5”)，并迫使上、下晶圓5經校正對位后，再以一間隔墊6相互隔開〔見于圖4 )，以待進行后續壓合作業。其中，該二晶圓5送入及校正對位的方式，乃屬熟習該技藝的人士可輕易思及，且非本實用新型主要特征所在，以下僅配合本實用新型復合片材壓合裝置的運作，簡單說明之。請續閱圖3所示，該腔體4具有一容置空間41，該容置空間41用以供本實用新型復合片材壓合裝置放置。于本實施例中，該腔體4開設有一置入口 42及一抽氣口 43，該置入口 42及抽氣口 43皆與該容置空間41相連通。當實際使用，以欲貼合二晶圓5時，如圖4所示，先自該置入口 42送入一片晶圓5，并使該晶圓5經校正對位后移動至定位(通常是指該載臺I的中央位置，即上述的承載面11)，再以該間隔墊6撐起該晶圓5 ;接著，同樣自該置入口 42送入另一片晶圓5，并經相同方式校正對位后移動至該載臺I的承載面11，進而使該二片晶圓5呈相互疊放，并通過該間隔墊6予以隔開。此時，該載臺I可先預熱至該二晶圓5貼合所需的溫度，以便將熱均勻傳遞并分布于晶圓5。接下來，先由該抽氣口 43所銜接的另一真空泵P3，對該腔體4進行抽真空，以使該腔體4的容置空間41維持在真空作業環境之下，并同時調整該控氣閥V，以通過銜接該排氣管T2的真空泵P2抽出該氣室R內的氣體，進而使該氣室R呈現真空狀態。續之，如圖4所示，再通過該驅動件M帶動該壓合平臺2朝圖面所示的箭頭方向移動，并同步以另一驅動件M驅使該支桿3隨該壓合平臺2朝同一方向位移，直至該支桿3伸入該氣室R的一端抵頂于該晶圓5的中心位置，確保該二片晶圓5不產生相對滑動時，可移開其中之間隔墊6。此時，如圖5所示，該接合件24抵接于該環形圈12，使得該壓合膜22可以緊密且完整地貼合于該晶圓5的表面，且該二片晶圓5之間僅以粘膠相互貼接。于此情況下，開啟該控氣閥V，通過該供氣泵Pl打入氣體并使氣體流通于該輸氣管Tl之內，以朝圖面所示的箭頭方向自該注入孔211將足量氣體送于該氣室R內，借此便可通過氣體壓力均勻作用于該晶圓5表面，進而迫使該二晶圓5相互貼合；同時，該加熱器23對該氣室R內的氣體加熱，以借助氣體將熱均勻傳遞至該晶圓5表面，并使該晶圓5間所涂布的粘膠受熱熔化，或使二金屬材質的晶圓5相互貼接，借此完成晶圓5的粘貼作業。經上所述，本實用新型復合片材壓合裝置的主要特征在于借助該壓合膜22與壓板21間形成的氣室R，能于壓合過程中，利用填充于該氣室R內的氣體壓力均勻施壓于該晶圓5表面，以解決傳統金屬表面不平整的問題。如此一來，該壓合膜22便可完全密合地貼接于該晶圓5表面，使該晶圓5表面的貼合程度呈現均一，以確保該晶圓5表面的受力平均，借此降低晶圓5于貼合過程的耗損率，并達到提升晶圓5壓合品質的功效。再者，通過該氣室R內填充的氣體作為熱傳導的介質，能維持該晶圓5間的粘膠受熱均一性，以達到提升該晶圓貼合良率的功效。除此之外，本實用新型復合片材壓合裝置還可利用該支桿3維持該晶圓5的對位 準確性，進而有效確保該晶圓5表面可以得到完全相同的壓合作用力，以降低額外處理所需耗費的時間及成本，達到提升晶圓壓合效率的功效。但以上所述，僅為本實用新型的較佳實施例而已，當不能以此限定本實用新型實施范圍；故，凡依本實用新型申請專利范圍及創作說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本實用新型專利涵蓋的范圍內。
權利要求1.一種復合片材壓合裝置，其特征在于，包含 ー個載臺，具有一個承載面 '及 一個壓合平臺，能相對該載臺縱向位移，該壓合平臺具有ー個壓板、一個壓合膜及ー個加熱器，該壓合膜設于該壓板朝向該載臺的承載面的ー側，且該壓板與壓合膜之間形成一個用以供氣體填充的氣室，該加熱器設于該壓板與壓合膜之間，并該加熱器容置于該氣室內，且該加熱器與壓合膜之間形成ー個間距。
2.如權利要求I所述的復合片材壓合裝置，其特征在于，另包含一個支桿，該支桿能移動地貫穿該壓合平臺的壓板，且該支桿貫穿該壓板的一端伸入該氣室。
3.如權利要求2所述的復合片材壓合裝置，其特征在于，該支桿貫穿該壓板的中央處，且該支桿抵頂于該載臺的承載面中心位置。
4.如權利要求I、2或3所述的復合片材壓合裝置，其特征在干，該壓板開設有ー個注入孔，該注入孔是與該氣室相連通，并供ー個輸氣管及ー個排氣管插置，該輸氣管及排氣管共同連接ー個控氣閥。
5.如權利要求4所述的復合片材壓合裝置，其特征在干，該輸氣管另連接ー個供氣泵，該排氣管另連接ー個真空泵。
6.如權利要求I所述的復合片材壓合裝置，其特征在于，該壓合平臺連接有一個帶動該壓合平臺位移的驅動件。
7.如權利要求2或3所述的復合片材壓合裝置，其特征在干，該壓合平臺及支桿都連接有一個驅動件，帶動該支桿的驅動件是與帶動該壓合平臺的驅動件同步運作。
8.如權利要求1、2或3所述的復合片材壓合裝置，其特征在于，該壓板與壓合膜之間環設有ー個用以固定該壓合膜的接合件。
9.如權利要求8所述的復合片材壓合裝置，其特征在干，該載臺另設有ー個用以供該接合件抵接的環形圈，該環形圈繞設于該載臺的承載面外周緣。
專利摘要一種復合片材壓合裝置，包含一載臺，具有一承載面；及一壓合平臺，可相對該載臺呈縱向位移，該壓合平臺具有一壓板、一壓合膜及一加熱器，該壓合膜設于該壓板朝向該載臺的承載面的一側，且該壓板與壓合膜之間形成一氣室，該氣室用以供氣體填充，該加熱器設于該壓板與壓合膜之間，并容置于該氣室內，且該加熱器與壓合膜之間形成一間距。本實用新型能夠以大氣壓力提供均勻壓合作用力，以確保預貼合片材表面的受力平均，并維持片材的較佳壓合品質。
文檔編號H01L21/50GK202573217SQ201220127868
公開日2012年12月5日 申請日期2012年3月30日 優先權日2012年2月21日
發明者周進德 申請人:頂瑞機械股份有限公司